機動車輛結構元件和功能元件的組件的製作方法

2023-06-11 07:52:42

本發明涉及機動車輛結構元件和功能元件的組件。

背景技術：

機動車輛的生產需要從功能元件到車輛結構元件的許多元件的組件。這類組件有時必須提供幾種功能：緊固、吸收振動以及在衝擊的情況下斷裂以便保護功能元件的可能性。

具體地，車輛的「技術正面」(FAT)是位於發動機缸體的前方並且具有支撐多種不同構件(主要是發動機缸體的散熱器)的功能的結構。該技術正面可以採取多種形式。在一些情況下，它由一個或兩個下部和/或上部橫向構件組成。在其他情況下，它構成具有整合了冷卻單元的或多或少複雜形狀的底架。該技術正面通常結合了許多其他功能，諸如用於發動機罩止擋件的支撐件、用於發動機罩鎖的支撐件或用於支承發動機罩鎖的立柱等。

發動機缸體的散熱器通常通過豎直穿過該技術正面的上部構件的銷而被緊固到上部的技術正面，該銷的端部被接納在彈性體塊中，該彈性體塊允許抑制振動並且該彈性體塊被容納在該散熱器中。該銷因此經由孔穿過該上部構件，該孔的內壁形成引導部，並且該銷的頭部擱置在該孔的邊緣上。這個引導部因此在該引導構件的整個高度上延伸大約35mm。該引導部因此還通過沿著該銷的部分高度對其進行保持來參與振動的抑制。通常，該銷的緊固是「四分之一圈」類型，通過該上部構件的孔和該銷的適當形狀來獲得。因此，通常，該銷在該引導部的區域中與該上部構件接合。最後，該銷能夠被分離，以便在前部衝擊的情況下允許保護該散熱器。為此，該銷通常具有位於該彈性體塊和該引導部之間的初始斷裂。只要該技術正面的上部構件和散熱器之間的距離短，該緊固系統就確保該銷的正確固位。對於很大的距離，該銷經受更大的彎曲和屈曲，使得不再能夠保證其提供的功能，即緊固、過濾振動以及被分離的能力。現有的組件因此在該技術正面的結構的區域中產生應力。此外，現有的緊固系統的引導部有時太短而不能有效地有助于振動的吸收。

技術實現要素：

本發明旨在通過提出機動車輛結構元件和功能元件的組件來補救這些缺點中的所有或一些缺點，所述組件包括：

-第一壁和第二壁，該第一壁和該第二壁大體上平行並且隔開預定距離而形成所述結構元件的一部分，每個壁貫穿有通孔，所述孔彼此相對，

-在所述功能元件中產生並且具有與所述結構元件的孔相同的軸線的接納殼體，所述接納殼體位於該結構元件的第二壁的附近，

-穿過該結構元件的孔的銷，所述銷的自由端被接納和保持在該接納殼體內部，該銷的另一端具有抵靠該結構元件的第一壁的外部面的增大的頭部，

其中，所述結構元件的孔被安排成以便形成用於保持和緊固所述銷的裝置。

該銷因此被保持在其穿過的結構元件的每個壁的區域中，這允許改進該銷的固位。因此，由於該第二壁例如以優選地相對較短的預定距離而位於該接納殼體的附近，該銷不具有不被橫向保持的長部，因此減少了屈曲和彎曲的風險，振動的傳播也是如此。

具體地，用於保持和緊固的裝置可以在將結構元件的壁分隔開的空間的外部(換言之，是在所述孔的外部邊緣上)延伸，使得在這些壁中的孔的製造被簡化。還可以製成尺寸減小的孔，這樣允許保持該結構元件的壁的完整性。

這種用於保持和緊固的裝置因此被安排在該結構元件的壁的外部面上，換言之，在彼此不相對的面上。有利地，用於保持和緊固的裝置可以在這些孔的周圍限定垂直於這些孔的軸線延伸且與該銷配合的外部面部分，用於改進該銷的固位。

本發明的進一步的優點和特徵可以單獨地或彼此組合地考慮：

-用於緊固所述銷的裝置可以是用於在不使用工具的情況下緊固四分之一圈的裝置，該結構元件的這些孔和該銷被成形為在將該銷轉動四分之一圈之後被固定。因此，以簡單和快速的方式進行組裝。

-該銷可以能夠分離並且可以具有位於該結構元件的第二壁和所述功能元件的接納殼體之間的初始斷裂帶。這允許在所希望的位置處保證該銷經由該接納殼體或者經由該結構元件的第二壁的孔斷裂到在初始斷裂帶的附近被橫向保持的程度。

-該結構元件的壁可以是形成型材的一部分的壁，例如具有大體上U形截面的型材。這可以允許以簡單的方式製成該結構元件，該結構元件則由於這些壁之間的連接也可以是相對剛性的。U形型材具有重量輕和堅固的優點。

-該結構元件的壁可以是形成金屬型材的一部分的壁，並且由聚合物材料製成的裝飾部能夠至少部分地覆蓋其相應孔周圍的所述壁的外部面，所述裝飾部至少部分地形成用於保持和緊固所述銷的裝置。這允許製成重量輕且堅固的結構元件。此外，當該型材的壁例如由於型材的製造方法而不是嚴格平行時，該裝飾部允許產生嚴格平行的外部面，這樣能夠允許力更好地分布在該銷上以及更堅固的緊固。也可以在該裝飾部中產生複雜的形狀，特別是在這些孔的區域中。

-由聚合物材料製成的裝飾部可以通過包覆成型、夾持、嵌套或粘結(優選地通過包覆模製)固定到所述壁。

-該結構元件的壁可以是形成由聚合物材料製成的型材的一部分的壁，然後可以用簡單的方式(例如通過模製或任何其他合適的方法)來製成。

-所述功能元件的接納殼體可以製成在由嵌入所述功能元件的殼體中的彈性體材料製成的塊中，以便抑制振動。

根據優選應用，該結構元件是該技術正面的上部構件，並且該功能元件是散熱器。

本發明還涉及一種包括根據本發明的組件的機動車輛。

附圖說明

現在參照非限制性的附圖來說明本發明，在附圖中：

-圖1是根據本發明的實施例的組件的從內部看到的等距視圖；

-圖2是從外部觀察的圖1的組件的等距視圖；

-圖3是圖1和圖2所示的組件的截面視圖；

-圖4是圖1至圖3的組件的銷的透視圖；

-圖5是圖1至圖3的組件的僅結構元件的透視圖。

具體實施方式

在本說明書中，術語前、後、上和下是指當該組件安裝在車輛上時該車輛的前方和後方方向。X軸、Y軸、Z軸分別對應於車輛的縱向(從前到後)軸線、橫向軸線和豎直軸線。

術語大體上水平、縱向或豎直被理解為是與水平、縱向或豎直方向/平面形成至多±20°、或甚至至多10°或至多5°的角度的方向/平面。

大體上平行、垂直或成直角的術語被理解為從平行的、垂直的或成直角的方向偏離至多±20°、或甚至至多10°或至多5°的方向/角度。

圖1和圖2示出了結構元件1(在這種情況下是該技術正面的上部構件)和功能元件2(在這種情況下是散熱器)的組件。在圖5中單獨示出結構元件1。

結構元件1包括以預定距離D1分隔開的兩個大體上平行的壁(圖3)：第一上壁3和第二下壁4。在這種情況下，這些上壁和下壁3、4通過大體上豎直的壁5連接，使得壁3、4、5在其側面上形成大體上呈U形的截面的型材。通過舉例，距離D1可以是45mm至60mm。

如在圖5中更具體地可見的，上壁3和下壁4各自分別貫穿有通孔6、7。這些孔6、7彼此相對定位。換言之，它們的軸線重合。

功能元件2包括殼體8，該殼體接納彈性體塊9，該彈性體塊配備有接納殼體10(圖3)。這種安排允許結構元件1和功能元件2之間的振動被過濾。然而，本發明不限於這種安排，並且該接納殼體可以直接在功能元件2中製成。該接納殼體10的軸線11與結構元件2的孔6、7的軸線重合。如圖1至圖3可見，功能元件2的接納殼體10位於結構元件1的第二壁的附近，在所述壁的下方。通過舉例，在軸線11的方向上，使下壁4(更具體地是接納殼體10的結構元件1)分離的距離D2為4mm至10mm。

該組件是通過穿過結構元件2的孔6、7的銷12來實現的。此銷12的一個自由端13被接納並保持在接納殼體10的內部，其另一個自由端具有在其外部面上抵靠結構元件2的第一壁3的增大的頭部14。換言之，銷12的頭部14擱置在第一壁3的不與第二壁4相對的面上(圖3)。

銷12由結構元件1的孔6、7來保持和固定。為此，孔6、7被安排成形成用於特別是豎直地(平行於銷12的軸的軸線)和橫向地(垂直於銷12的軸)保持和緊固該銷12的裝置。由於下壁3和上壁4的間隔D1，銷12因此被牢固地橫向保持，從而降低了屈曲或彎曲的風險。

在所示的示例中，用於保持和緊固的裝置被安排成用於銷12的「四分之一圈」型緊固，無需使用工具。結構元件2的孔6、7和銷12因此被成形以便在將銷12繞其軸線轉動1/4圈之後被緊固。然而，本發明不限於這種類型的緊固，並且可以想到另一種類型的緊固，例如螺紋連接。在下文中披露了孔6、7和銷12允許「四分之一圈」緊固的示例性實施例。然而，本發明不限於這個特定實施例，並且可以想到允許「四分之一圈」緊固的任何其他形狀。

因此，在本示例中，孔6、7各自具有帶有圓形的、略微增大的中心部分6a、7a的矩形形狀，如在圖5中可見。銷12進而具有包括兩個相對的且平行的扁平部分15、16的圓柱形軸(圖4)。每個孔6、7的中心圓形增大部分6a、7a具有對應於直徑等於或略大於銷12的圓柱形軸的直徑但小於孔6、7的長度的圓的形狀。銷12還配備有兩個止擋件17、18，這兩個止擋件在直徑上彼此相對並且在同一平面內大體上垂直於該圓柱形軸延伸，並且這兩個止擋件被安排在這些扁平部分之間。這些止擋件17、18被成形為：在銷12被定向成使得其扁平部分15、16平行於矩形孔6、7的長邊時，這些止擋件穿過這些孔6、7。因此，應當理解，銷12旋轉四分之一圈使止擋件17、18在孔6、7的寬度方向上定位在下壁4的下方，從而沿著銷12的軸線(對應於附圖中的軸線11)阻擋該銷，如在圖3可見。

還可以通過製成兩個在直徑上相對的舌狀物19來改進銷12的緊固，這兩個舌狀物被固定到頭部14的下部面並且朝該銷12的軸(圖4中僅可看到其中一個)定向，並且這兩個舌狀物可在轉動銷12之後，即在銷12的組裝位置中，與上孔6的邊緣接合。此外，在所示的示例中，分別在孔6、7周圍，壁3、4具有垂直於孔6、7的軸線11延伸的外部面部分3a、4a。銷12的止擋件17、18因此平坦地抵靠下部外部面部分4b，而舌狀物19能夠大體上在上部外部面部分3a的區域中抵靠孔6的邊緣。以此方式，改進了銷12沿其軸線的固位。

在本示例中，銷12還包括初始斷裂帶20，在這種情況下是形成縮窄部分的凹槽，該凹槽被安排在止擋件17、18與其自由端13的插入接納殼體10之中的部分之間，如在圖3可見。因此，初始斷裂20被安排在距用於保持銷12的兩個區帶較短的距離處：結構元件1的下壁4的孔7以及功能元件2的接納殼體10。因此，導致結構元件1沿橫向於銷12的軸線的X方向移位到車輛後部的衝擊將不可避免地導致銷12在其初始斷裂20的區域中的斷裂。

在參考附圖描述的實施例中，結構元件1的壁3、4形成U形截面的金屬型材的一部分，該金屬型材被聚合物材料製成的裝飾部22部分地覆蓋。更具體地，這個裝飾部22部分地覆蓋其相應孔6、7周圍的上壁3和下壁4的外部面。在所示的示例中，這個裝飾部22不在型材的整個外部表面上延伸，而是包括孔6周圍的上裝飾部22a以及孔7周圍的下裝飾部22b。這些上裝飾部22a和下裝飾部22b分別位於下壁3和上壁4的外部面上，換言之，在彼此不相對的面上，如在圖3中更具體地可見的。換言之，這些裝飾部22a和22b不在壁3和4之間延伸。這種定位具有許多優點，尤其是通過包覆成型製成此裝飾部22時。更確切地講，在這種情況下，不必使該金屬型材的孔6和7尺寸過大，以便允許用於製成裝飾部22的模具元件通過，因為所述裝飾部位於該金屬型材的外部。因此，孔6、7的尺寸被確定為恰好是正確的尺寸。這尤其可以限制可能由這些孔的存在所引起的金屬型材的脆化。在由聚合物材料製成的部件所製成的結構元件的情況下也觀察到了這些優點，換言之，其型材和其裝飾部形成了由聚合物材料製成的同一部件。

在這種情況下，裝飾部22被包覆模製在該金屬型材上，這允許相對簡單的批量生產而無需隨後的組裝。然而，也可以想到用於裝飾部22的其他組裝手段，例如通過粘結、夾緊等。

此外，在金屬型材的情況下，出於簡化該型材的製造方法的原因，該型材的壁3、4可能不像圖中可見的那樣嚴格平行。在這種情況下，外部裝飾部22允許製成外部面部分3a、4a，這些外部面部分垂直於孔6、7的軸線11延伸，並且這些外部面部分可以形成用於在本發明的意義內的保持和緊固的裝置的一部分，該外部裝飾部優選的用於沿著銷12的軸線阻擋和保持該銷。應注意到，也可以通過製成完全由聚合物材料製成的結構元件而容易地獲得垂直於軸線11延伸的這種外部面部分3a、4a。

通過舉例，能夠被生產用於該裝飾部或型材的聚合物材料可以是聚丙烯，可能是增強聚丙烯或具有所希望的剛度的任何其他聚合物材料。當其為金屬時，該型材可以由鋁、鋁基合金或鋼(尤其是不鏽鋼)製成。

在所描述的示例中，該結構元件是呈具有大體上U形截面的型材的形式。然而，本發明不限於這種類型的截面，並且可以想到類似於H形或I形的截面，只要是其具有兩個大體上平行的壁，這兩個壁能夠被穿孔以便接納銷，如上所述的。